광탄성 실험

소개

광탄성 실험

목차

○ 실험목적
○ 실험 내용 및 이론적 배경
○ 실험장치
○ 실험장치 사진
○ 실험방법
○ 실험결과 데이터
○ 실험결과 데이터 분석
○ 결론 및 고찰
참고자료

본문내용

○ 실험목적
물체에 힘을 가하면 그 물체는 응력(Stress)을 발생하게 되며, 상응하는 물체의 변형이 일어난다. 따라서 물체의 변형 정도를 알려면 응력의 방향과 크기를 알아야 할 필요가 있다. 본 실험에서는 응력 분포를 알기 위해 쓰이는 광탄성 실험에 대해 공부한다. 특히 하중이 작용할 때의 주응력의 차이와 주응력의 방향을 측정함으로써 응력해석 방법을 익히고, 이의 응용 능력을 배양하는 데 있다.

○ 실험 내용 및 이론적 배경
1. 광탄성(Photoelasticity)오늘날 여러 가지 재료의 응력 상태를 탄성학에 의해서 해석적으로 해결하고는 있지만, 복잡한 형상을 가진 부재의 해석은 수학적인 방법에 의해서 풀 수 없으므로 다른 첨단 장비를 사용한 실험적인 방법으로 많은 문제를 해결하고 있다. 고체가 하중을 받을 때, 물체 내부에는 응력이 생기게 되는데, 이러한 응력은 각각의 분자들의 상대적 위치의 변화에 관계된다. 투명한 물체의 경우에는 분자 배열의 변화가 광학적 성질의 변화를 가져온다. 즉 이중굴절이 생기게 되는데 이러한 현상을 광탄성(Photoelasticity)이라 한다. 무응력 상태에서 광학적으로 등방인 투명재료(유리, 셀룰로이드, 에폭시수지)에 외력을 가하면 그 등방체는 일시적으로 결정체의 성격을 갖게 되어 한 입사 광선이 두 굴절광선을 만드는 복굴절 현상을 나타낸다. 전자기파의 경우 진동하는 전기장 및 자기장 벡터는 종파의 경우처럼 진행방향과 평행하지 않고, 진행방향과 수직인 횡파이다. 횡파는 그들이 편광되었다는 부가적인 특징이 있다.
편광된 빛이 하중을 받는 투명한 물체를 지나면 두 개로 나누어지는데, 그때 그 빛들의 진동면은 서로 직각을 이루게 된다. 또 그 빛들은 물체의 분자 구조에 따라 서로 다른 속도로 움직이게 되고 그에 따라 간섭 현상이 일어나고 빛의 세기도 응력에 따라 달라진다.

참고자료

· • 기계공학 응용실험 기계공학교재편찬위원회(청문각)
· • www.google.co.kr www.empas.com